Экспериментальные ранеты
Стартовая масса, нг . . Масса полезного груза, кг Масса топлива, кг Тяга двигателя, Н . . . Удельный импульс, с Полная длина, мм . . . Диаметр миделя, мм . . Размах стабилизатора, мм Характеристическая скорость, М/С . . .
Расчетная высота полета, км..................
ГИРД	13
Р 1(09) РНИИ 18,95	20
6,2	5
4,93	4,25
497	637
164	191
2405	2457
180	180
630	640
275	265
5	4,5
На схеме цифрами обозначены: 1 — парашютная головка, 2 — сбрасыватель парашюта, 3 — приборный отсек, 4 — дренажно-предохранительный клапан, 5 — бак с жидким кислородом, 6 — кран, 7 — шайба-форсунка, 8 — камера сгорания, 9 — заряд сгущенного бензина, 10 — стабилизатор, 11 — сопло.
Историческая серия <ТМ» ПЕРВАЯ ЖИДКОСТНАЯ
Под редакцией: Героя Социалистического Труда, академика В. П. МИШИНА; дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР В. В. АКСЕНОВА.
Коллективный консультант: Государственный музей истории космонавтики имени К. Э. Циолковского
6 6
7 8 9 О
i 2 .3
.4 5
6 7
8 9 О
I 2
Выполняя многочисленные пожелания читателей, а также в связи с 50-летием ГИРДа и 20-летием первого полета человека в космос редакция посвящает тринадцатый выпуск Исторической серии «ТМ» советским экспериментальным и научно-исследовательским ракетам. Автор статей инженер Юрий БИРЮКОВ, художник Михаил ПЕТРОВСКИЙ.
Ракета — древнейшая из тепловых машин, используемых людьми. Но первое тысячелетие ее развития не оказало заметного влияния на историю. Лишь после того как К. Э. Циолковский в поисках путей овладения богатствами космоса разработал теорию реактивного движения и на ее основе изобрел ракету на жидком топливе, лишенную принципиальных ограничений, присущих пороховым ракетам, появилась возможность для бурного развития новой отрасли техники — современного ракетостроения.
Честь создания первой советской жидкостной ракеты принадлежит комсомольско-молодежному коллективу Группы изучения реактивного движения (ГИРД), созданной в Москве в сентябре 1931 года в системе Осоавиахима. Начав с разработки в общественном порядке ракетоплана РП-1 с жидкостным ракетным двигателем Ф. А. Цандера ОР-2, гирдовцы быстро доказали актуальность и перспективность своих планов и уже в апреле 1932 года получили государственную поддержку, давшую им возможность организовать конструкторское бюро из четырех проектных бригад и производственные мастерские со штатом конструкторов и рабочих. Это позволило резко расширить тематику исследований, и к концу года в ГИРДе разрабатывалось уже восемь сложных проектов ракетных двигателей и аппаратов. Но возникшие в процес
се их осуществления проблемы оказались гораздо труднее, чем предполагалось. Стало ясно, что ускорить их решение можно, лишь сделав шаг назад и создав для получения исходного практического опыта жидкостную ракету самой простой конструкции. Начальник ГИРДа С. П. Королев поручил разработку ее проекта, получившего обозначение «объект 09», руководителю второй бригады М. К. Тихонравову.
Основные трудности создания ракет на жидком топливе проистекали из того, что их двигатели должны были работать в десятки раз дольше и при температурах в 2— 3 раза выше, чем пороховые, причем оба компонента топлива — окислитель и горючее — должны были подаваться в камеру сгорания постепенно и в строго заданном соотношении. В проекте ракеты 09 частично удалось обойти эти трудности благодаря применению в качестве горючего сгущенного бензина, разработанного по заданию Королева Бакинским ГИРДом. Его расположили прямо в камере сгорания кольцевым слоем вплотную к ее стенкам, защитив их тем самым от перегрева. При этом упростилась и система подачи, так как из бака требовалось подавать уже только один жидкий кислород. Кроме высокой эффективности и доступности, этот окислитель, быстро испаряясь при нормальной температуре, позволял обойтись без насоса и аккумулятора давления: он мог поступать в двигатель под давлением собственных паров.
Проектирование и изготовление узлов ракеты было выполнено ударными темпами, и уже в марте 1933 года начались наземные испытания ее двигательной установки, которая заработала далеко не сразу. Прошло пять месяцев, прежде чем она стала устойчиво развивать тягу, необходимую для выполнения полета.
Параллельно шла отработка порохового сбрасывателя парашюта, а в аэрэдинамической трубе МАИ проводились продувки модели корпуса ракеты без стабилизатора и со стабилизатором различной формы, позволившие уточнить аэродинамическую компоновку и сделать ее весьма совершенной.
17 августа 1933 года гирдовцы привезли полностью собранную ракету на инженерный полигон в районе подмосковного поселка Нахабино и установили ее в пусковой станок. Ведущие конструкторы машины Н. И. Ефремов и 3. И. Круглова сами заправили ее сгущенным бензином и жидким кислородом и спустились в блиндаж, откуда по команде С. П. Королева произвели запуск двигателя. Из сопла вырва
лось пламя, ракета медленно вышла из станка и, все ускоряя движение, устремилась в небо. Весь полет продолжался 18 с, но эти секунды стали достойной коллективу энтузиастов, его способность решать
научно-технические проблемы, стоящие на пути воплощения идей Циолковского.
наградой показали сложные
«Первая советская ракета на жидком топливе пущена! День 17 августа, несомненно, является знаменательным днем в жизни ГИРДа, и, начиная с этого момента, советские ракеты должны летать над Союзом республик», — писал тогда Королев в специальном выпуске гирдовской стенгазеты. Этот полет позволил будущему основоположнику практической космонавтики поставить перед руководством вопросы о выделении средств на постройку опытной серии подобных ракет и об ускорении открытия Реактивного научно-исследовательского института, которое уже около двух лет обсуждалось в правительственных инстанциях.
При разработке серийного варианта ракеты, получившего обозначение «объект 13», в конструкцию внесли ряд усовершенствований: была увеличена тяга двигателя, изменена система заправки кислородом, установлены каплевидные обтекатели над заправочными штуцерами, выступавшими за обводы корпуса в верхней части. Всего было изготовлено шесть ракет 13, пять из них совершили полеты, в трех из которых была достигнута высота 1500 м. Несомненно, что при дальнейшей работе с этой машиной была бы достигнута и расчетная высота полета, но ее создатели уже были поглощены разработкой новых, более сложных проектов, а принципиальные задачи, стоящие перед простейшей ракетой, были уже решены.
В результате создания «объектов 09 и 13» впервые в нашей стране был получен практический опыт по всему циклу работ с жидкостной ракетой, включая сложные для того времени операции с жидким кислородом в полевых условиях, достигнут устойчивый полет по вертикальной траектории с небольшим (по сравнению с пороховыми ракетами) ускорением, апробированы методы баллистических, прочностных и тепловых расчетов, закладывавшие основы теории проектирования ракет. И главное: исторический полет 17 августа ознаменовал рождение в СССР новой области машиностроения. Поэтому копия первенца советского ракетостроения, воссозданная по сохранившимся гирдовским чертежам, сегодня по праву занимает почетное место во многих музеях страны.
29
Рис. Михаила Петровского
экспериментальные РАКЕТЫ	ГИРД- -X	PH И И -07
Стартовая масса, кг	29,5	35
Масса полезного груза, кг	2	2
Масса топлива, кг	8,33	10
Тяга двигателя, Н	687	834
Удельный импульс, с	186	187
Полная длина, мм	2200	2010
Диаметр миделя, мм	140	—
Размах стабилизатора, мм	375	1074
Характеристическая скорость, м/с	675	686
Расчетная высота полета, км	5,5	4,6
На схемах цифрами обозначены: 1 — головная часть, 2 — приборный отсек, 3 — воздушный аккумулятор давления, 4 — редуктор, 5 — бак окислителя, 6 — бак горючего, 7 — камера ЖРД, 8 — стибилизатор.
П/1РД-Х
Историческая серия <ТМ»
ГИРД ЗАКЛАДЫВАЕТ ОСНОВЫ
Под редакцией: Героя Социалистического Труда, академика Василия МИШИНА, дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА.
Коллективный консультант: Государственный музей истории космонавтики имени К. 3. Циолковского
Исходную программу ГИРДу задал К. Э. Циолковский. Получив 23 сентября 1931 года обращение энтузиастов, положивших в Москве начало новой ракетной организации, он в тот же день отвечает им подробным письмом: «...Все, что у меня есть по реактивным приборам, я вам вышлю. Одолению заатмосферному предшествует одоление разреженных слоев воздуха. Начать надо с более легкого. Полеты в стратосферу можно начать с помощью чисто реактивных приборов и с помощью усовершенствованных преобразованных аэропланов. Первое проще, второе сложнее, ограниченнее, но ближе к жизни». Естественно, что для начальника ГИРДа С. П. Королева и руководителей его бригад Ф. А. Цандера, Ю. А. Победоносцева и М. К. Тихонравова, поскольку все они пришли из авиапромышленности, идея создания ракетного самолета тоже казалась более близкой к действительности.
Зная эти исходные положения, интересно проследить формирование плана работ ГИРДа. Первыми включенными в него конструкторскими темами, фигурировавшими в плане как «объекты 02 и 03», были разработки ракетопланов: РП-1 с ЖРД Цандера — 02 с вытеснительной подачей топлива и РП-2 с ЖРД Тихонравова — 03 с насосной подачей. Параллельно ГИРД начал и научно-исследовательские работы. Первой НИР стал «объект 01» — отработка наиболее эффективных способов сжигания металлического горючего в ракетном двигателе ОР-1.
Вторая НИР — «объект 04» — предусматривала создание первой в стране газодинамической испытательной установки ИУ-1 — сверхзвуковой аэродинамической трубы по проекту Победоносцева.
В марте 1932 года на совещании у начальника вооружений Красной Армии М. Н. Тухачевского гирдовцы познакомились с ленинградским ракетчиком Б. С. Петропавловским и узнали, что в руководимой им Газодинамической лаборатории испытан на стенде ряд опытных ракетных моторов, работающих на азотной кислоте и керосине, и завершается создание по "проекту В. П. Глушко первого такого двигателя ОРМ-47, пригодного для установки на ракету. В результате в планах ГИРДа появился еще один пункт — «объект 05» — бескрылая (баллистическая) ракета с двигателем разработки ГДЛ.
Летом 1932 года, когда впервые были выполнены проектные расчеты по разрабатывавшимся объектам, выяснилось, что максимальной скорости полета крылатый ракетный аппарат может достичь, если тяга его двигателя будет примерно равна стартовому весу машины. Поскольку тяга разрабатывавшихся тогда ЖРД была около 100 кг, а вес ракетопланов получался не менее 470 кг, Королев принимает решение разработать небольшую беспилотную крылатую ракету 06 и на ней отработать всю динамику полета с характеристиками, близкими к оптимуму. Дальнейшие расчеты показали, что крылатые ракеты имеют существенное преимущество в дальности полета по сравнению с бескрылыми и, следовательно, представляют интерес не только в качестве модели ракетопланов, но и как средство быстрой доставки грузов на большие расстояния. Сразу же появилась идея создать ракету комбинированной схемы, взлетающую по крутой траектории как баллистическая, а затем планирующую к цели как крылатая. Так появился проект «объекта 07».
Теоретические расчеты дали жизнь и еще одному оригинальному проекту. По теории воздушно-реактивных двигателей, созданной в 1928 году Б. С. Стечкиным, получилось, что самую простую конструкцию из всех таких двигателей должен иметь прямоточный ВРД, но он способен работать только при большой сверхзвуковой скорости полета. Единственным реальным тогда способом разогнать ПВРД до нужной скорости было выстрелить им из пушки. Так родился проект ракеты 08, представлявшей собой артиллерийский снаряд, внутри которого располагается ПВРД, работающий на белом фосфоре в качестве горючего.
Рассматривая этот ряд проектов, видим, что более поздние из них были и более простыми. Гирдовцы на практике все глубже постигали специфику новой техники, все больше убеждались в справедливости совета Циолковского начать с самого простого. И действительно, они достигли первого успеха, когда бригада
Тихонравова создала ракету 09 простейшей конструкции (см. предыдущий номер «ТМ»), По этому же пути упрощения пришлось пойти и бригаде Цандера.
В январе 1933 года Ф. А. Цандер начал разработку своего проекта бескрылой ракеты — «объект 10», или ГИРД-Х с ЖРД, использующим металлическое горючее. Но как ни старались гирдовцы, каких только режимов и устройств для подачи металла в двигатель не применяли, все они оказывались неработоспособными. Идея явно опередила технику своего времени. И тогда Королев дал задание разрабатывать ракету 10 с обычным ЖРД на жидком кислороде и бензине. Схема двигателя с камерой грушевидной формы ч была предложена еще самим Цандером, но конструирование ракеты проходило уже после смерти этого выдающегося пионера ракетной техники и велось Л. С. Душкиным, Л. К- Корнеевым и А. И. Полярным. В процессе отработки ЖРД 02 и 10, прогоравших, а иногда и взрывавшихся на стенде, гирдовцам пришлось еще раз отступить: заменить керосин на менее калорийное горючее — этиловый спирт, благодаря чему двигатели наконец заработали достаточно надежно.
25 ноября 1933 года ракета успешно стартовала с полигона Нахабино и поднялась на высоту 80 м. Хотя успех был неполным (в полете нарушилось крепление двигателя, и ракета повернула к земле, упав в 150 м от места старта), это не омрачило радости ее создателей, ведь был сделан еще один шаг в овладении ракетной техникой.
Отработка всех гирдовских ракет успешно продолжалась в Реактивном научно-исследовательском институте. В мае 1934 года начались летные испытания ракеты Королева 06, на которой была использована гибридная двигательная установка от ракеты 13. А летом 1935 года стартовала ракета Тихонравова 07, выполненная по схеме «летающее крыло», которая с ЖРД 02 достигла рекордной для этою времени высоты 3 тыс. м. В январе 1936 года с таким же двигателем успешно взлетела ракета 10а (РБД-01). За ними последовали старты новых крылатых и бескрылых ракет с жидкостными, воздушно-реактивными и комбинированными ракетными двигателями разных типов, создание которых успешно развивалось на основах, заложенных в ГИРДе. С точки зрения истории науки и техники руководимый С. П. Королевым ГИРД сыграл для космонавтики такую же роль, как лаборатория Э. Резерфорда — для ядерной физики, биологическая станция И. П. Павлова — для физиологии, воздухоплавательный кружок Н. Е. Жуковского — для авиации.
37
Рис. Михаила Петровского.
0	1 I	1		
	ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ	РНИИ	РНИИ-
	РАКЕТЫ	212	217
	Стартовая масса, иг Масса полезного груза,	210	120
	кг	30	10
	Масса топлива, кг	30	17.5
	Тяга двигателя, Н	1470	18 130
	Удельный импульс, с	210	200
	Время работы двигателя, с	80	3,5
	Полная длина, мм	3160	1865
	Диаметр миделя, мм	300	195
	'Размах крыльев, мм Характеристическая ско-	3060	800
	рость, м/с Расчетная дальнрсть,	380	320
	нм	80	19
На схемах цифрами обозначены: 1 — головная часть с полезным грузом и парашютом, 2 — приборный отсей, 3 — топливо, 4 — воздушный аккумулятор давления, 5 — камера ракетного двигателя, 6 — крыло, 7 — киль и стабилизатор, 8 — руль.
Историческая серия <ТМ» ПЕРВЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ
Под редакцией: Героя Социалистического Труда академика Василия МИШИНА, дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА Коллективный консультант: Государственный музей истории космонавтики имени К. 3. Циолковского
Одна из основных проблем, с которой столкнулись конструкторы первых ракетных летательных аппаратов (РЛА), — обеспечение устойчивости их полета по заданной траектории. Стабилизация с помощью хвостового оперения, дававшая пороховым ракетным снарядам хотя и не очень высокую, но приемлемую точность полета, здесь была совсем малоэффективна. Поэтому уже К. Э. Циолковский говорил о необходимости создания автоматических систем управления для ракет. Прекрасно понимая важность решения этой задачи, С. П. Королев еще до ГИРДа уделил много внимания изучению только появившихся тогда автопилотов.
Поначалу, когда пионеры ракетной техники были уверены, что сначала будут созданы ракетопланы, они сосредоточивали все силы на разработке ракетных двигателей, оставляя вопросы автоматического управления на будущее. Но трудности в создании двигателей привели к тому, что начинать пришлось с небольших беспилотных ракет. Первые же их запуски показали, что проблема управления для ракетостроения не менее актуальна, чем создание надежных, легкий и экономичных реактивных двигателей. Правда, двигатели ракетчикам приходилось разрабатывать самим, а автоматическими системами управления занимались уже существовавшие специализированные организации, куда и обратились гирдовцы. Однако специалисты авиационного приборостроения, ознакомившись с техническим заданием на разработку гироскопического. автомата для ракеты, категорически заявили, что в таких малых габаритах создать требуемый прибор они не могут, да скорее всего это и вообще невозможно. Королев понял, что решать задачу нужно самим. Когда попытки привлечь в коллек
тив опытного прибориста не удались, он направил на стажировку в приборный НИИ только что пришедшего в ГИРД молодого инженера С. А. Пивоварова. Ему и было суждено вскоре стать конструктором первых советских приборов управления ракетами.
Создание управляемых ракет происходило уже в РНИИ при активном участии инженеров Е. С. Щетникова, Б. В. Раушенбаха, М. П. Дрязгова и других. На основе гирдовской крылатой ракеты 06 была разработана ракета 06/П с гироавтоматом, стабилизирующим полет в одной плоскости. Она успешно летала, совершая петли Нестерова, иногда по нескольку штук в одном полете. Затем была построена крылатая ракета ближнего действия 216 с кислородно-спиртовым ЖРД 02 конструкции Цандера — Душкина, которая совершила в 1936— 1937 годах четыре полета. Ее автомат стабилизировал полет уже в двух плоскостях. Следующей стала крылатая ракета дальнего действия 212 с азотнокислотно-кероси-новым ЖРД ОРМ-65 конструкции В. П. Глушко. Эта машина может рассматриваться как первый типичный образец современной ракетной техники, поскольку она имела все основные системы, присущие управляемым РЛА, стабилизировалась по всем трем плоскостям и была рассчитана на покрытие расстояния, на. порядок превышающего дальность всех разрабатывавшихся тогда неуправляемых ракетных снарядов. Ракета была выполнена по нормальной самолетной схеме. В ее приборном отсеке располагался гироскопический автомат стабилизации ГПС-3 конструкции Пивоварова, состоявший из двух гироскопов, воздушных коробок, скоростного прибора с анероидными коробками, золотниковой системы, аретира, рулевых машинок и системы обратной связи. Топливные баки располагались в крыле, а баллоны со сжатым воздухом для системы подачи топлива и работы системы управления — в задней части фюзеляжа перед двигателем. Старт ракеты производился с помощью ракетных салазок, разгоняемых по рельсовому пути мощным пороховым двигателем. Таким образом, ракета 212 примечательна еще и тем, что в ней впервые слились воедино достижения разных направлений советского ракетостроения, возникшие в ГИРДе и ГДЛ.
Большим достижением ГДЛ было создание пороховых ракетных двигателей на высокоэффективном без-, дымном порохе. Несколько проигрывая ЖРД в удельном импульсе, они оставались чрезвычайно простыми и этим не могли не привлекать конструкторов. С их помощью в РНИИ
решили провести широкие исследования по выб >ру аэродинамической компоновки РЛА, для чего была разработана серия малых крылатых пороховых ракет — «объект 48». Эти неуправляемые ракеты, прежде чем удалось с помощью конструктивных и технологических ухищрений заставить их летать достаточно точно, выполняли в полете самые разнообразные, зачастую неожиданные эволюции.
Королев умел из всякого, даже заведомо вредного свойства, проявившегося при испытании новой техники, извлекать пользу. В беспорядочных маневрах неуправляемых ракет он увидел возможность создать для ПВО «воздушную торпеду», которая легко могла бы догнать любой самолет. И такая машина была разработана в 1936 году, причем сразу в двух вариантах: 217/1 — по самолетной схеме и 217/11 — по симметричной четырехкрылой схеме, типичной для зенитных управляемых ракет нашего времени. Успехи приборного сектора РНИИ во главе с Пивоваровым привели к тому, что за решение проблемы взялись и приборные организации: для ракеты 217 систему управления по лучу прожектора, освещающего цель, разрабатывал уже институт телемеханики.
Опыт разработки первых управляемых ракет привел к появлению ибвых проектов: управляемой баллистической ракеты 609/П и воздушной торпеды 301 с системой радиоуправления конструкции профессора А. Ф. Шорина, запускаемой с самолета по наземным и воздушным целям.
Таким образом, в предвоенные годы в стенах РНИИ на уровне экспериментальных образцов была разработана стройная система ракетного вооружения, включающая машины всех основных типов, занявших в 50-е годы постоянное место в армиях развитых государств. Причем все входившие в эту систему РЛА были отработаны на стендах, а ракеты 212 и 217 совершили в 1939 году по нескольку полетов. Но в условиях надвигающейся войны эти работы, требующие огромной затраты сил и средств, были приостановлены. Полученный опыт показал, что общий уровень техники во всем мире еще не позволяет сделать управляемые ракеты эффективным оружием широкого применения. И хотя были сведения, что Германия продолжает подобные работы, в СССР было принято решение все силы специалистов ракетного дела сосредоточить на создании пилотируемых перехватчиков и многозарядных установок для массированной стрельбы неуправляемыми ракетными снарядами. Это решение привело к своевременному появлению на франте знаменитых «катюш».
35
Экспериментальные ракеты	«Авиа внито»	Р-3 1 ступень	Р-3 II ступень
Стартовая масса, кг
Масса полезного груза, нг Масса топлива, кг
Тяга двигателя, Н Удельный импульс, с Время работы двигателя, с Полная длина, мм Диаметр миделя, мм Размах стабилизатора, мм Характеристическая скорость, м/с
Расчетная высота полета, м
97	8 3	4,5
10	4,5	0
32,6	1,4	2.1
2940	1160	235
207	185	90
21	2.24	9
3225	888	700
300	82	121
1000	200	240
950	300	1200
10370	300	9000
АВИАВНИТО
ФАКТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ ПОЛЕТОВ
0 100 500 400 м
2400 м
ДВИДВНЙТО” 15 06 37г
1&0S м р-3 19.05 34-
500 м_ .АВИАВНИТО” Об. 04.36 г.
to
На схеме цифрами обозначены:
1 — парашютная головка, 2 — приборный отсек, 3 — окислитель, 4 — горючее, 5 — ЖРД, 6 — стабилизатор, 7 — диффузор ПВРД, 8 — пороховой заряд, 9 — аэродинамический тормоз, 10 — камера твердотопливного РД.
Рис. Михаила Петровского
Историческая серия «ТМ»
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРАТОСФЕРЫ
Под редакцией:
Героя Социалистического Труда, академика Василия МИШИНА;
дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА.
Коллективный консультант: Государственный музей истории космонавтики имени К. 3. Циолковского.
Стремление к освоению новых, доселе недоступных пространств извечно было присуще русским людям, а после революции оно стало одной из характерных черт советского народа. И недаром в 30-е годы самыми любимыми героями стали полярники и стратонавты, а кампания «На штурм стратосферы», начатая ГИРДом и продолженная стратосферными комитетами Осоавиахима и авиационного отделения Всесоюзного научно-технического общества (АвиаВНИТО), охватила буквально всю страну и дала значительные средства на постройку стратостатов и высотных ракет. Часть этих средств в 1935 году была выделена ячейке АвиаВНИТО, объединявшей специалистов РНИИ, на постройку стратосферной ракеты.
В основу проекта этой машины, так и названной «АвиаВНИТО», взяли готовый корпус самой крупной из ракет ГИРДа 05 конструкции М. К- Тихонравова. На нее установили наиболее мощный из созданных тогда кислородно-спиртовых ЖРД 12к конструкции Л. С. Душкина. Топливо было запасено в четырех длинных цилиндрических баках, подобных бакам первой ракеты 09, и так же, как в ней, подавалось в камеру двигателя под давлением паров жидкого кислорода. Сам корпус в сечении имел форму не круга, а крестообразной фигуры, образованной дугами окружностей, описанных вокруг баков. Это было сделано для повышения его жесткости и уменьшения миделя. Если на
первых ракетах пусковые краны открывались протянутой из блиндажа бечевкой, то здесь их заменили пироклапаны с разрывными мембранами, срабатывающими по электросигналу. Претерпел изменения и хвостовой стабилизатор — он стал гораздо легче, более совершенной формы. В головной части ракеты уложили парашют, который должен был открываться по сигналу гироприбора при определенном угле отклонения ее продольной оси от вертикали. В приборном же отсеке установили аппарат для замера высоты полета, разработанный С. А. Пивоваровым на основе барографа.
Первый старт «АвиаВНИТО» был произведен в .1936 году из пускового станка ракеты 07 с короткими направляющими. Ракета вышла из него, не набрав большой скорости, и полетела, поворачиваясь против ветра. В результате парашют раскрыл ся еще до окончания работы двигателя и не дал ей подняться высоко.
Об этом полете в «Правде» был помещен репортаж «Ракета идет в воздух».
Ко второму старту, дабы обеспечить строго вертикальный полет, соорудили уже специальный пусковой станок, закрепленный на деревянной мачте высотой 48 м, самый высокий из всех когда-либо применявшихся. Пущенная с него в 1937 году ракета успешно взлетела и скрылась в зените. На этот раз парашют был выброшен с большой задержкой, когда она уже свободно падала и успела набрать такую скорость, что стропы не выдержали воздушного удара и оборвались. Прибор записи высоты, найденный в разбившейся ракете, зафиксировал только одну точку — 2400 м. Ее комиссия признала соответствующей лишь моменту раскрытия парашюта, ибо визуально наблюдалось, что ракета поднялась намного выше 3000 м.
Свой вклад в разработку стратосферной ракеты внесла и реактивная группа Стратосферного комитета Осоавиахима. Самой интересной из ее творений была первая в мире двухступенчатая ракета конструкции И. А. Меркулова с прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД) на второй ступени. В качестве первой ступени, разгонявшей ракету до скорости, необходимой для начала работы ПВРД, применялся пороховой ракетный двигатель конструкции А. И. Полярного.
Решение проблемы создания воздушно-реактивного двигателя на базе теории Б. С. Стечкина, начатое в ГИРДе, продолжалось и в РНИИ. В 1935 году, отвечая на вопрос писателя Я. И. Перельмана о перспективах ракетной техники, С. П. Коро
лев писал: «Очень большое внимание придаю воздушным ракетным двигателям, над которыми работает Ю. А. Победоносцев (у нас же в РНИИ)». Но оказалось, что основного успеха здесь добился не Победоносцев, а его ученик с группой совсем молодых энтузиастов.
Проект ракеты Меркулова, получившей обозначение Р-3, был одобрен такими видными специалистами, как профессора В. П. Ветчинкин, К. А. Путилов и К. Л. Баев, и принят к осуществлению отделом специальных конструкций одного из авиационных заводов. В качестве горючего ПВРД использовались шашки двух типов, разработанные и изготовленные химиками МГУ и Московского химико-технологического института. В основном они состояли из смеси алюминиевого и магниевого порошков и отличались составом наполнителя и технологией прессования. В двигатель заряжались две кольцеобразные шашки с одинаковым внешним, но с различным внутренним диаметрами, благодаря чему обеспечивался требуемый профиль канала, по которому поступал из диффузора необходимый для их горения воздух.
Воспламенение горючего ПВРД производилось стопиновым шнуром, загоравшимся в момент окончания работы порохового ускорителя, который отделялся от ракеты набегающим воздушным потоком с помощью «аэродинамического тормоза».
Всего было изготовлено 16 ракет Р-3. Их летные испытания, начавшиеся в феврале 1939 года на станции Планерная под Москвой, проводились по вертикальной траектории. После успешной отработки старта ракеты, расцепки ступеней, запуска ПВРД и четкого фиксирования набора скорости за счет его работы приступили к официальным испытаниям, которые состоялись 19 мая 1939 года в присутствии членов комиссии Наркомата авиационной промышленности. Для определения параметров траектории впервые была приглашена бригада астрономов с аппаратурой, используемой при слежении за метеоритами. Испытания прошли успешно, доказав перспективность применения воздушно-реактивных двигателей в авиации и ракетной технике.
В конце 30-х годов в нашей стране разрабатывалось еще несколько проектов стратосферных ракет, рассчитанных на достижение высот в 50 и 100 км, но эти работы прервала война.
ЮРИЙ БИРЮКОВ, инженер
37
В-1А
В-IE
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАКЕТЫ
Стартовая масса, кг Масса полезного груза.
Л
В 1А
отделяемая головная часть, 2 — отсек системы управления, 3 — спиртовой бак, * — кислородный бак, 5 — двигатель, 6 — хвостовой отсек, 7 — мортиры с контейнерами ГеоФИАНа.
Под редакцией:
Героя Социалистического Труда академика Василия МИШИНА, дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА Коллективный консультант: Государственный музей истории космонавтики имени К. Э. Циолковского.
Масса топлива, иг Тяга двигателя, кН Удельный импульс, с Время работы двигателя, с Полная длина, мм Диаметр корпуса, мм Размах стабилизатора, мм Характеристическая скорость, м/с Расчетная высота полета, км
В-1А 13910	В-1Е 14 211
800	1819
9440	9411
267	270
204	208
65	65
14 960	17 955
1650	1650
3564	3564
1700	1700
100	100
В-1Е
2D KM
ТРАЕКТОРИЯ
ПОЛЕТОВ
Историческая серия «ТМ»
ПЕРВЫЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ
Как только на фронтах Великой Отечественной войны был достигнут решительный перелом в нашу пользу, в Советском Союзе возобновились работы над исследовательскими ракетами. В 1943 году Физический институт АН СССР (ФИАН) поставил задачу создать ракету для изучения космических лучей на высотах более 40 км. К концу 1945 года на основе ракетных снарядов «катюши» в лаборатории М. К. Тихонравова была разработана четырехступенчатая ракета 210 для этой цели. Ее летные испытания прошли успешно. Но к их окончанию появилась возможность использовать для стратосферных исследований ракеты гораздо большей грузоподъемности, которые, правда, предназначались их конструкторами далеко не для мирных целей.
К концу войны немцам ценой затрат огромных сил и средств удалось создать управляемую баллистическую ракету дальнего действия (БРДД) А-4, или Фау-2, способную перебрасывать около тонны взрывчатки на расстояние 270 км всего за 5 мин. Создание БРДД было, с одной стороны, научно-техническим достижением, но с другой — очередным грубым просчетом фашистской верхушки. Ракета А-4, несмотря на то, что в ее основу были положены перспективные идеи К- Э. Циолковского и Г. Оберта, имела далеко не совершенную конструкцию и малую точность полета. Особенно низкой была ее надежность как из-за недо-работанности, так и'в результате деятельности в концлагере при подземном ракетном заводе антифашистского подполья. В целом это оружие оказалось малоэффективным, и авантюристические военно-политические цели, ради которых оно создавалось, достигнуты не были. От возмездия народов гитлеровцам уйти не удалось, а их ракеты, которые они цинично называли «оружием возмездия», не повлияли на ход войны.
Правда, и немцы, и наши союзники, понимая огромные потенциальные возможности БРДД, особенно в сочетании с атомной бомбой, предприняли все, что было в их силах, чтобы Советскому Союзу не досталось ни одной целой ракеты А-4 и никакой технической документации по ее конструкции, производству и испытаниям. Но тот богатый опыт в разработке экспериментальных управляемых ракет, который имели советские специалисты, позволил им ра
зобраться в сверхсекретном оружии Гитлера еше в годы войны. А после группа наших конструкторов на основе остатков взорванных немцами при отступлении ракет и найденных на разных предприятиях, а также вновь разработанных их деталей, узлов и агрегатов собрала небольшую партию экспериментальных БРДД и в октябре — ноябре 1947 года успешно провела их летные испытания. На этих ракетах и была впервые установлена аппаратура ФИАНа для замера характеристик космических лучей.
Американцы, захватившие несколько сот целых ракет А-4 и всех основных участников их разработки, развернули с их помощью широкую программу исследований, продолжавшуюся до 1951 года. Приступив с помощью немецких специалистов к разработке своих БРДД, США были уверены, что обескровленному войной Советскому Союзу еще очень долго не удастся самостоятельно решить проблему создания мощных управляемых ракет. Но мудрая политика партии, сконцентрировавшей на решении этой сложнейшей задачи значительные производительные силы и всех наших специалистов, имевших большой опыт в разработке и испытаниях ракетной техники, привела к беспрецедентно быстрому ее решению. Уже 10 октября 1948 года успешно стартовала, пролетела 288 км и попала в заданную цель своя БРДД на жидком топливе Р-1, созданная под руководством С. П. Королева. Ряд элементов конструкции Р-1 был близок к А-4, но советская ракета существенно превосходила немецкую по точности и надежности полета. Летные испытания ракеты Р-1 по баллистической траектории с вершиной до 76 км регулярно использовались ФИАНом для продолжения своих исследований. А вскоре в ОКБ Королева был разработан вариант ракеты Р-1, специально предназначенный для запуска по вертикальной траектории и- получивший обозначение В-1А.
Высотная ракета отличалась от серийной отделяемой головной частью и двумя закрепленными на корпусе «мортирами». В них находились контейнеры с аппаратурой Геофизического института АН СССР (ГеоФИАН) для взятия проб воздуха на большой высоте. Контейнеры отстреливались вдаль от летящей машины после прекращения работы ее двигателя с тем, чтобы на чистоту проб и замеры характеристик воздуха не влияли газы, обильно выделяемые в разреженное пространство всеми ее частями.
Проходившие с 24 мая 1949 года пуски ракеты В-1А, при которых была достигнута высота 102 км, показали большую перспективность ра
кетных геофизических исследований и позволили наметить их расширенную программу. Для руководства ее выполнением при Президиуме Академии наук был учрежден координационный междуведомственный комитет под председательством академика А. А. Благонравова. Входя в состав этого комитета и понимая обязанности главного конструктора гораздо шире, чем это было принято до него, С. П. Королев уделял первостепенное внимание всему огромному комплексу вопросов, связанному не только с созданием геофизических ракет, но и с методикой исследований, разработкой научной аппаратуры, систем жизнеобеспечения летавших на них животных и средств спасения.
С учетом опыта, полученного при пусках В-1А, в 1951—1955 годах были разработаны новые геофизические варианты ракеты Р-1: В-1Б, В-1В, В-1Д и В-IE, отличавшиеся конструкцией головной части и спасаемых контейнеров, составом научной аппаратуры, экспериментальных систем и биологических объектов.
Начало изучению воздействия факторов ракетного полета, включая кратковременную невесомость, на организмы было положено в СССР 22 июля 1951 года. Применение для этого мощных ракет дало возможность работать с собаками — высокоорганизованными и крупными животными, что приносило более ценные результаты, чем аналогичные зарубежные опыты с мышами. Собаки запускались как в герметичных кабинах, так и в катапультируемых из ракеты скафандрах с индивидуальной системой жизнеобеспечения и спасения. Их поведение в полете фиксировалось специальными датчиками и киносъемкой.
В апреле 1956 года Академия наук СССР провела Всесоюзную конференцию по ракетным исследованиям. С основным докладом на ней выступил С. П. Королев. Отметив, что первый этап работ на высотах до 100 км, который занял шесть лет, дал ценные результаты, Сергей Павлович основную часть выступления посвятил критике недочетов и постановке новых задач. Особенно серьезно он ставил проблему дальнейшего повышения надежности и снижения веса всех устанавливаемых на ракете систем, в первую очередь измерительных и спасательных. Высказал он и неудовлетворенность результатами физических исследований, требуя учета всех факторов, влияющих на них, и общего повышения их научного уровня. В заключение, показав ученым, что не так уж далеки полеты в космос, Королев внес предложение, чтобы все дальнейшие работы по исследованию высоких слоев атмосферы строго координировались с перспективными работами».
29
6
Метеорологические ракеты	МР-1
Стартовая масса, нг	915
Масса полезного груза, кг	72
Полная длина, мм	8400
Диаметр корпуса, мм	430
Расчетная высота полета, км	100
МР-100 ММР-06
480	135
50	12
8250	3220
250	200
100	60
ММР-06
MP 1
МР100
к о н с у
— 2
-----«
Коллективный Государственный музей истории тики имени К. Э. Циолковского.
паратурои, 2 лителя, 4 — ЖРД, 6
пороховым зарядом,
— 6
л ь т а н т космонав-
головная часть с научной ап-— парашют, 3 — бан окис-бак горючего, 5 — камера камера твердотопливного РД с ------- " стабилизатор.
ТРАЕКТОРИЯ ПОЛЕТОВ.
МР-1
МР1ПП
-ММР-06
----2
Историческая серия «ТМ»
ПЕРВЫЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ
Под редакцией:
Героя Социалистического Труда академика Василия МИШИНА; дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА
Сегодня трудно представить себе науку без армии роботов, собирающих информацию в труднодоступных для человека местах. А началось все с метеорологии, с шаров-зондов. Эти небольшие аэростаты с самопишущим прибором-метеорографом, впервые предложенные Д. И. Менделеевым, запускались в России с 1896 года. И с того времени русская метеорология постоянно занимает первое место в мире по исследованиям атмосферы с помощью летательных средств Второй период развития этой области науки начался в СССР с изобретения профессором А. П. Молчановым радиозонда, положившего начало всей современной телеметрической технике. Передача полученных научных данных на Землю по радио резко увеличила эффективность исследований. Но радиозонды могли подниматься лишь на высоту 40 км, далее метеорологи могли надеяться только на ракеты.
Первые же запуски приборов для исследований атмосферы на большую высоту с помощью мощных геофизических ракет принесли науке ценнейшие данные. Но из-за большой стоимости и сложности подготовки к старту эти ракеты запускались всего несколько раз в год. А метеорологам было необходимо получать регулярные сведения о динамике процессов, идущих в верхних слоях атмосферы. Для этого требовалась дешевая, надежная, простая в эксплуатации ракета сравнительно небольшой грузоподъемности. И вот к осени 1951 года промышленные предприятия страны по техническому заданию Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Гидрометеорологической службы СССР впервые в мире создали специальную метеорологическую ракету МР-1. Ее применение открыло третий период высотных метеорологических исследований.
МР-1 представляла собой неуправляемую жидкостную ракету нормальной схемы с аэродинамическим стабилизатором. Ее ЖРД с вытеснительной системой подачи работал на азотной кислоте и керосине. Пуск
производился по траектории, близкой к вертикали, из станционарной стартовой вышки. Для увеличения скорости выхода из нее на ракете устанавливался стартовый ускоритель, представлявший собой связку из нескольких пороховых ракетных двигателей. Запуск ускорителя и ЖРД производился одновременно.
Любая ракета имеет некоторую асимметрию во внешних обводах, в распределении масс и приложении тяги двигателя, которая заставляет ее отклоняться от заданной траектории. Чтобы уменьшить это отклонение, не применяя дорогой системы управления, метеорологическим ракетам при пуске придается вращение вокруг продольной оси. Это обеспечивается спиральной закруткой направляющих стартовой установки.
В головной части МР-'.l устанавливался стандартный набор ракетной метеорологической аппаратуры, разработанной и изготовленной специалистами ЦАО. В шпиле ракеты и верхнем отсеке ее головной части располагались разнообразные манометры, термометры и другие измерительные приборы, а также коммутатор, поочередно подключавший их к радиопередатчику. В среднем отсеке — передатчик и четыре фотоаппарата, работавших синхронно. Оси их объективов были направлены вниз между плоскостями стабилизации ракеты. Получавшаяся в полете серия снимков давала возможность определить положение головной части в пространстве. В нижнем отсеке укладывался парашют головной части, обеспечивавший скорость приземления приборов до 7 м/с.
Измерения велись как на подъеме, так и на спуске. Отделение головной части и введение парашютов производилось после прекращения работы двигателя по команде от реле времени на высоте около 70 км. Корпус ракеты спускался на своем парашюте и так же, как головная часть, мог использоваться вновь. За спускающимися частями ракеты велись кино-теодолитные наблюдения, по которым определялась сила ветра.
Шесть лет использования ракеты МР-1 впервые позволили получить комплексные данные о высотном распределении температуры, давления, плотности воздуха, направлений и скорости ветра и проследить их сезонные изменения. Это дало значительный толчок развитию высотной метеорологии, что, в свою очередь, поставило перед специалистами задачу обеспечить ученых еще более дешевыми и простыми в эксплуатации ракетами.
Успешное решение в СССР проблемы разработки мощных и легких твердотопливных ракетных двигателей позволило создать к началу Международного геофизического года мобильную двухступенчатую метеоро
логическую ракету МР-100 (М-100). Она отличалась от МР-1 вдвое меньшим стартовым весом, возможностью длительного хранения в снаряженном состоянии и способностью работать в любых климатических условиях, включая арктические и антарктические. Корпус ракеты был рассчитан на одноразовое использование и не спасался. Существенно была усовершенствована и научная аппаратура. С помощью МР-100 на таких же высотах — до 100 км — можно было производить все те же измерения, что и с помощью МР-1, и, кроме того, вести исследования магнитных бурь, полярных сияний, интенсивности потока электронов. Упростившаяся стартовая установка позволила осуществлять пуски МР-100 не только с наземных ракетных станций, но и с научно-исследовательских судов АН СССР. Впервые морские пуски были осуществлены с борта дизель-электрохода «Обь» в 1957 году на разных широтах, в том числе у берегов Антарктиды.
Дальнейшая миниатюризация метеорологической аппаратуры позволила создать на основе второй ступени МР-100 очень простые малые метеорологические ракеты ММР-05, ММР-06 и ММР-08 для массового применения с целью получения синоптической информации. Они запускались с мобильных наземных и судовых установок на высоты в 50, 60 и 80 км соответственно.
Хотя создание метеорологических спутников открыло принципиально новый период в развитии метеорологии, ракетные исследования не теряют своего значения и принимают все более широкий размах Так, например, в течение среднего по их интенсивности 1976 года в соответствии с каталогом Мирового центра данных было запущено 518 советских и 119 зарубежных метеорологических ракет. Получаемые с их помощью данные по вертикальному разрезу атмосферы, существенно дополняя спутниковую метеорологическую информацию, стали неотъемлемым элементом исходных данных для прогнозирования погоды.
В настоящее время «на вооруже нии» метеорологов стоят усовершенствованные исследовательские ракеты ММР-06М, Mj130, М-100Б и самая мощная из них МР-,12, поднимающая 150 кг научной аппаратуры на высоту 180 км. Кроме того, получили широкое применение и ракеты, способные влиять на метеоролог ские условия, такие, как раке.э «Облако», эффективно защищающа. сельскохозяйственные угодья от гра да. С их созданием советская техника приближается к тому предсказанному академиком С. П Королевым времени, когда «будут разработаны методы активного воздействия на климатические условия».
41
Под редакцией:
Героя Социалистического Труда, академика Василия МИШИНА; дважды Героя Советского Союза петчина-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА. Коллективный консультант: Государственный музей космонавтики имени К. 3. Циолковского
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАКЕТЫ	B-2A	В-5А	В-11 А
Стартовая масса, кг	20685	29313	5000
Масса полезного груза, кг	2200	1350	374
Масса топлива, кг	15605	24301	3664
Тяга двигателя, нН	363.6	429,8	81.3
Удельный импульс, с	210	219	219
Время работы двигателя, с	85	119	90
Полная длина, мм	19980	23740	10226
Диаметр миделя, мм	1652	1660	1100
Размах стабилизатора, мм,	3654	3452	1800
Максимальная скорость, м/с	2050	2185	1500
Время полета, с	460	950	300
Высота полета, км	212	512	160
На схеме цифрами обозначены: 1 — отделяемая головная часть, 2 — отделяемый контейнер, 3 — сбрасываемый головной обтекатель, 4 — парашют, 5 — бак горючего, 6 — бак окислителя, 7 — ЖРД, 8 — стабилизатор, 9 — руль, 10 — приборы управления.
Рис. Михаила Петровского
Историческая серия <ТМ»
ЗА ПРЕДЕЛЫ СТРАТОСФЕРЫ
Крупнейшим мероприятием в научной жизни послевоенного периода стал Международный геофизический год (МГГ), проходивший с 1 июля 1957 года по 31 декабря 1958 года. В ходе его выполнения не только были осуществлены обширные наземные исследования, которые по единой программе, охватывающей сорок научных проблем, вели более 50 тыс. ученых шестидесяти стран, но и благодаря развитию ракетной техники, в первую очередь советской, были далеко раздвинуты пространственные границы исследований. Важнейшими событиями МГГ стали запуски первых в истории искусственных спутников Земли, затмившие все остальные достижения. Но и ракетные высотные исследования по программам МГГ проводились на гораздо более высоком уровне, чем раньше.
К этому времени в нашей стране под руководством С. П. Королева были созданы новые управляемые баллистические ракеты дальнего действия, во всех отношениях превосходящие ракету Р-1. Они и послужили основой для разработки геофизических ракет второго поколения В-2, В-5 и В-11.
Ракета В-2А предназначалась для выполнения того же комплекса исследований, что и ракеты серии В-1, но на вдвое больших высотах — порядка 200 км. Примененные на этой машине топливные компоненты — жидкий кислород со спиртом — и схема двигательной установки: однокамерный ЖРД с трубонасосным агрегатом, работающим на продуктах разложения перекиси водорода, — оставались такими же, как у Р-1. Высота полета была поднята в основном за счет совершенствования конструкции корпуса, в которой впервые был применен несущий спиртовой бак и герметичный приборный отсек, между топливным и хвостовым.
Первый пуск ракеты В-2А был осуществлен 16 мая 1957 года. При этом полезный груз массой 2200 кг, расположенный в головной части и двух боковых контейнерах, был поднят на высоту 212 км и успешно возвращен на Землю. Две собаки, совершившие полет на этой ракете, сначала испытали шестикратную перегрузку, а затем динамическую невесомость в течение 320 с. Всего было проведено 13 пусков ракет серий В-2.
Ракета В-5А была создана на основе первой в мире ракеты, имевшей дальность полета более 1 тыс.
км. В ее конструкции в полной мере были воплощены принципиальные идеи, характеризовавшие новый этап в развитии мощных баллистических ракет, подготовивший научно-технические возможности для перехода к созданию многоступенчатых межконтинентальных и космических ракет. Корпус машины был резко облегчен за счет того, что он рассчитывался только на сравнительно небольшие нагрузки активного участка, имел несущие топливные баки монококовой цельносварной конструкции из легкого алюминиево-магниевого сплава. На дюралевом клепаном хвостовом отсеке вместо громоздкого стабилизатора устанавливались легкие пилоны, несущие воздушные рули. Стабилизация ракеты на активном участке полета осуществлялась системой управления с помощью воздушных и газовых рулей, а затем на участке подъема по инерции — с помощью струйных рулей, или микрореактивных двигателей. Причем в качестве их рабочего тела использовались не какие-то специально запасенные компоненты, а уже выполнившие свою основную роль и потому даровые газы наддува из огромного бака окислителя, давление в котором поддерживалось за счет испарения остатков жидкого кислорода. На большие силовые и тепловые нагрузки, возникающие при возвращении в атмосферу, была рассчитана только головная часть ракеты, снабженная конической стабилизирующей юбкой с тормозными щитками. В ее шпиле располагался спектрограф для фотографирования ультрафиолетовой части спектра Солнца. Под ним находилась аппаратура для получения данных о составе положительных ионов и о других характеристиках верхней атмосферы, затем шли отсеки для подопытных животных и системы их жизнеобеспечения, для бортовых источников питания и, наконец, для парашютной системы.
Впервые примененная стабилизация ракеты на участке подъема по инерции, исключавшая ее вращение вокруг вертикальной и горизонтальной осей, вместе с тщательным определением траектории движения с помощью оптической и радиоиз-мерительной аппаратуры позволили точно привязать результаты исследований к высотам полета, что значительно увеличило их научную ценность. Головная часть отделялась от ракеты в верхней части траектории и начинала свободное падение на Землю. Общий период невесомости при этом достигал 10 мин.
Первый запуск ракеты В-5А 21 февраля 1958 года сразу же был ознаменован рекордным результатом для одноступенчатых летатель
ных аппаратов: полезный груз массой 1520 кг был поднят на высоту 473 км. Эксперименты с помощью ракеты В-5А дали ценнейший материал, положенный в основу проектирования систем жизнеобеспечения и парашютных систем спасения для космического полета человека. В дальнейшем были разработаны другие варианты этой ракеты: В-5Б и В-5В с высотной геоастрономиче-ской станцией. Всего было осуществлено 25 пусков ракет этих серий, во время которых достигались высоты до 512 км. Последние пуски с научной аппаратурой, изготовленной специалистами ВНР, ГДР, ПНР, СССР и ЧССР, проводились в 1970—1971 годах по программе «Вертикаль» в рамках «Интеркос-моса».
Ракета В-11 А была разработана на основе первой баллистической ракеты на высококипящем топливе, позволяющем хранить и транспортировать ее в заправленном состоянии. Совершенство ракеты видно в том, что при почти втрое меньшей стартовой массе эта ракета могла решать те же задачи, что и Р-1, но была гораздо удобнее в эксплуатации. Машина была оснащена двигательной установкой конструкции А. М. Исаева с однокамерным азот-нокислотно-керосиновым ЖРД и вытеснительной системой подачи с жидкостным аккумулятором давления, работавшим на основных компонентах топлива. Приближаясь по простоте обслуживания к метеорологическим ракетам, В-11 А в то же время обладала грузоподъемностью и высотой полета, позволявшими осуществлять с ее помощью обширные геофизические исследования
Ракета В-11 А применялась для подъема в ионосферу автоматической геофизической станции, представлявшей собой сферу, начиненную научной аппаратурой и снабженную оригинальной маятниковой системой стабилизации. Всего было запущено 22 ракеты В-11 А. Наиболее ценным был эксперимент по одновременному запуску серии таких машин 15 февраля 1961 года в зоне полного солнечного затмения.
Успехи в выполнении ракетных геофизических исследований во многом определялись тем большим вниманием, которое уделял им академик С. П. Королев. Решая в те же годы гораздо более сложные- и ответственные задачи по созданию многоступенчатых ракет и космических аппаратов, он никогда не рассматривал работу над геофизическими ракетами в качестве второстепенной, никому не перепоручал руководство ею и при каждом подходящем случае подчеркивал ее органическую связь со всеми перспективными делами в области ракето строения и космонавтики.
29
кжммкшч
9
В-8
Г®
2
3904
912
10 300 8000
250
308
29 167
267
58 1,327 245
рого 2 —
6 -кого
9 — ный
обозначены: 1 — из первого, вто-обтенателем;
8 9 8 9
бак окислителя; 5
бак перекиси водорода; 7 — азота; 8 —	------ ----
рулевая камера
руль.
Под реда кцией
Героя Социалистического Труда академика Василия МИШИНА; дважды Героя Советского Союза летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА
Коллективный консультант Государственный музей космонавтики имени К. 3. Циолковского
На схеме цифрами головной блок, СОСТОЯЩИЙ или третьего ИСЗ под центральный блок; 3 — боновой блок; -----------------5 — бан горючего; ___________________7	- бак жид-основная камера ЖРД; ЖРД; 10 — воздуш-
РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ «СПУТНИК»
Стартовая масса, т Начальная масса II ступени, т Масса полезного груза, т Масса топлива, т Тяга двигателя, кН
I ступени (на земле)
11 ступени (в лустоте) Удельный импульс, с
I ступени (на земле)
II ступени (в пустоте) Полная длина, мм Максимальная ширина (по воздушным рулям), мм Максимальная скорость, м/с
Историческая серия «ТМ» ПЕРВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ
В 1961 году наша ракетостроительная промышленность завершила большой объем научно-исследовательских и проектных работ по эскизному проекту управляемой БРДД Р-3. Эта огромная машина при стартовом весе 72 т, длине 27 м и диаметре 2,8 должна была переносить полезный груз в 3 т на расстояние 3000 км. В процессе проектирования было показано, что пакет из трех соединенных параллельно ракет Р-3 сможет вывести на орбиту небольшой ИСЗ. Казалось бы, чего еще желать? Нужно было срочно воплощать проект в металл... Но главный конструктор ракеты С. П. Королев после успешной защиты проекта выступил с предложением... отказаться от его реализации, не терять на нее времени, а сразу же приступить к разработке нового проекта еще более грандиозной ракеты, рассчитанной на межконтинентальную дальность полета с тем же полезным грузом. Это было поистине историческое предложение, резко приблизившее сроки космических полетов. Дополнительные углубленные исследования показали обоснованность предложения. Оно получило всемерную поддержку партии и правительства. И с 1954 года основные силы отечественного ракетостроения были сосредоточены на создании межконтинентальной баллистической ракеты (МБР), которая должна была одновременно стать основой космической ракеты-носителя большой грузоподъемности.
Программа создания МБР по количеству и уровню привлеченных к ее выполнению НИИ, КБ и заводов не имела себе равных во всей предыдущей истории мировой техники. Это объяснялось, во-первых, сложностью разрабатываемой конструкции ракеты и наземного комплекса и их полной новизной, во-вторых, сжатыми сроками разработки, диктовавшимися международной обстановкой, и, в-третьих, предельно высокими характеристиками узлов, систем и агрегатов, которых добивался Главный конструктор от всех смежных коллективов-разработчиков, участвовавших в создании ракеты.
21 августа 1957 года первая в мире МБР, созданная в СССР, совершила успешный полет на межконтинентальную дальность. Параллельно с первыми летными испытаниями МБР на ее основе создавалась первая в мире ракета-носи
тель «Спутник», которая уже 4 октября того же года впервые достигла космической скорости и вывела на орбиту первое искусственное небесное тело (см. Историческую серию «ТМ» «Первые ИСЗ» в № 1 за 1979 год).
Создание ракеты «Спутник» было поистине революционным, качественным скачком в развитии мировой техники. Ведь все предшествующее совершенствование ракет и других летательных аппаратов проходило постепенно. У каждой более совершенной машины был менее совершенный, но реальный прототип. Советская ракета-носитель как первенец нового вида техники — ракетно-космической — оказалась уникальной во всех отношениях. У нее не было никаких, хотя бы экспериментальных, прототипов, приближавшихся к ней по характеристикам. По дальности, высоте и скорости она резко превзошла достижения летательных аппаратов и снарядов всех других типов. Все в ней было оригинально, начиная с общей конструктивнокомпоновочной схемы с параллельным расположением и продольным разделением пяти ракетных блоков — четырех боковых и одного центрального. Каждый блок имел собственные топливные баки и двигательную установку. На старте начинали работать двигатели всех пяти ракетных блоков. Но запас топлива в центральном блоке был гораздо больше, чем в боковых. Когда в конце первой ступени топливо в боковых блоках заканчивалось, их двигатели выключались и они уводились в стороны с помощью удивительной по красоте замысла и его воплощения системы разделения. В момент подачи команды на выключение боковых двигателей разрывались нижние связи между блоками. Опустевшие боковые блоки под действием остатков тяги их двигателей начинали отходить от центра, вращаясь вокруг шаровых опор, которыми они упирались передними концами в кислородный бак центрального блока. При повороте на заданный угол передние опоры выходили из зацепления. В этот момент в верхних частях «боковушек» открывались клапаны. Накопившиеся в их кислородных баках газы наддува истекали через специальные сопла наружу и отбрасывали отработавшие боковые блоки далеко от центрального, продолжавшего работать в качестве второй ступени ракеты до достижения заданной скорости. Много оригинального было и в многокамерных кислородно-керосиновых ЖРД с работающими при высоком давлении неподвижными основными и качающимися рулевыми камерами, с узлами качения,
совмещенными с магистралями подвода компонентов, и в точнейших приборах управления как полетом ракеты по траектории, так и согласованием работы всех ее двигателей, и во всех остальных многочисленных агрегатах и системах этой машины века.
Ракета-носитель «Спутник» была подлинным шагом в неизвестность и в процессе ее создания и при ее применении. Именно поэтому она позволила вырвать у природы так много ее сокровенных тайн. Вслед за первым ИСЗ с ее помощью был запущен первый в истории биологический спутник с животным на борту. А полностью грузоподъемность двухступенчатой ракеты-носителя впервые была использована 15 мая 1958 года, когда она вывела на орбиту третий советский ИСЗ — автоматическую орбитальную станцию массой 1327 кг. Но, выполнив свою историческую миссию по запуску трех первых спутников, сама ракета «Спутник» не ушла в историю, а продолжала служить космонавтике в качестве основы многих других более мощных ракет-носителей, оставаясь непревзойденной по мощности и совершенству в течение многих лет, ознаменовавших начало космической эры.
Судьба этой машины замечательно оправдала все казавшиеся тогда совершенно фантастическими надежды ее творцов, о которых мы теперь можем судить по опубликованным документам. Так, в направленных в правительственные органы планирования 5 июля 1958 года «Предварительных соображениях о перспективных работах по освоению космического пространства» С. П. Королев и М. К. Тихонравов, исходя из того, что «околосолнечное пространство должно быть освоено и в необходимой мере заселено человечеством», намечали обширный план космических исследований, в основе первых шести пунктов которого лежало использование ракеты-носителя «Спутник» и ее трех- и четырехступенчатых модификаций. В них было предусмотрено создание и выведение в космос следующих аппаратов: автоматических ИСЗ различного научного и прикладного назначения; автоматических станций для исследований Луны, достигающих ее поверхности и выводимых на орбиту ее спутника; первых спутников с человеком на основе использования баллистической схемы возвращения ; спутников с человеком на основе планирующей схемы возвращения; автоматических станций для полетов к Венере и Марсу и, наконец, аппаратов для отработки сближения на орбите. Все это было блестяще осуществлено.
21
«Луна-3»
АМС
«Бостон».
Варианты с АМС «Луна-1 3 — с КК _
-
-2
279
67
77
33 500
38 360
10 300
10 300
11 200
8000
Рис. Михаила Петро
4000
940
49
254
315
316
4000
940
55
254 315 326
12.5
4.725 258
8.5 0,278 255
9----
10
На схеме головного блока цифрами обозначены: 1 полезный груз, 3 — нислородны энран, 5 — керосиновый бан, 6 ляющее сопло, 7 — ЖРД, 8 — i ферма, 9 — отражатель, 10 — отсек центрального блока.
головной обтекатель, 2 — кислородный бак, 4— -------4,..	_ управ переходная приборный
РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ ЛУННАЯ «ВОСТОК»
Стартовая масса, Начальная масса пени, т .	.	.	.
Начальная масса пени, т Масса полезного Масса топлива, т
II сту-
III сту-
груза,
Тяга двигателя, кН I ступени (на Земле) II ступени (в пустоте) III ступени (в пустоте)
Удельный импульс, с I ступени (на Земле) II ступени (в пустоте) III ступени (в пустоте)
Полная длина, мм . . Максимальная ширина, мм....................
Максимальная скорость,
ДЛЯ ПОЛЕТА ЧЕЛОВЕКА
287
Историческая серия «ТМ»
ПЕРВАЯ ДЛЯ ПОЛЕТА ЧЕЛОВЕКА
Под редакцией:
Героя Социалистического Труда академика Василия МИШИНА, дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА.
Коллективный консультант: Государственный музей истории космонавтики имени К. 3. Циолковского
Мечта подняться ввысь укреплялась в людях с древних времен не только при наблюдении полетов птиц и движения облаков, но и при работе с пороховыми фейерверочными и боевыми ракетами. История сохранила сведения о нескольких попытках полета с помощью подъемной силы ракет: китайца Ван Гу около 1500 года, турка Хасана Челеби в 1632 году и американца Лоу в 1913 году. В силу несовершенства, малой эффективности и взрывоопасности двигателей на черном порохе эти попытки не увенчались успехом, а развитие воздухоплавания и авиации вообще свело их значение на нет. Идея ракетного полета становится по-настоящему популярной и актуальной лишь после появления работ К. Э. Циолковского по космонавтике. Над ее воплощением начинают работать в наиболее развитых странах. Посколь ку тяга первых ЖРД была недостаточной для вертикального подъема пилота, их стали устанавливать на крылатых аппаратах — ракетопланах Первый советский ракетоплан РП-318-1 конструкции С. П. Королева совершил успешные полеты в феврале—марте 1940 года. Это направление техники не только породило реактивную авиацию, но и дало некоторый опыт подготовки к чисто ракетному, или, точнее говоря, ракетодинамическому полету человека.
Как только появились мощные БРДД, сразу же возникли проекты их использования для подъема человека на большую высоту. Выступая на конференции по ракетным исследованиям верхних слоев атмосферы в апреле 1956 года, Королев назвал полет человека на ракете «одним из самых злободневных вопросов» и отметил, что «в настоящее время эта задача становится все более и более реальной». Вместе с тем он выразил сомнение по поводу того, «имеет ли
практический смысл для исследования вертикальный подъем человека на ракете». Действительно, дальнейший ход событий показал, что от такого полета можно смело отказаться. Все, что он мог дать для развития систем жизнеобеспечения и спасения, было получено при пусках геофизических машин с животными. Атмосферный полет человека на ракете не нес в себе чего-либо принципиально нового, а затраты и степень риска при его осуществлении были на том же уровне, что и для космического запуска, до которого оставалось не так уж долго. 17 сентября 1957 года в докладе, посвященном 100-летию со дня рождения Циолковского, Королев заявил на весь мир, что «советские ученые работают над проблемой посылки ракет на Луну и облета Луны, над проблемой полета человека на ракете». Тогда очень немногие восприняли эти слова всерьез. Ведь до запуска спутника трудно было поверить в то, что в советских конструкторских бюро уже полным ходом идет разработка проектов для исследования Луны и полета человека на орбиту.
Проектные расчеты показали, что при снабжении первой космической ракеты-носителя третьей ступенью ее возможности резко возрастают: при увеличении массы ракетных блоков всего на 6% полезный груз, выводимый на орбиту, становится в 3,5 раза больше, кроме того, это позволяет достичь второй космической скорости. Конечно, после создания мошной пятиблочной базовой ракеты задача разработки для нее дополнительного блока третьей ступени была не такой уж сложной, но и тут возникли свои проблемы.
Самым легким новый ракетный блок был бы со сферическими баками. Но тогда его диаметр получался гораздо меньше, чем у центрального блока и разрабатывавшегося пилотируемого корабля. Поиски других форм топливных вместилищ привели к разработке оригинальных баков торообразной формы, не имеющих аналогов в мировой ракетной технике. Их создание потребовало очень высокого уровня технологии, в частности штамповки и сварки, и тщательной гидравлической отработки, связанной со сложностью забора топлива.
Третья ступень должна была работать уже практически в пустоте. Поскольку сопротивление среды там неощутимо и возмущения, действующие на ракету, ничтожны, ее можно было снабдить очень слабыми органами управления — качающимися соплами, действующими на отработавших газах привода турбонасосного агрегата. По логике действия, ЖРД верхнего блока должен был запускаться после окончания работы и отброса второй ступени. Но проектанты избрали другой способ, казалось бы,
противоречащий логике. Двигатель третьей ступени включался тогда, когда еще работала вторая ступень. В результате его запуск происходил не в невесомости, а при действии перегрузки, третья ступень ни на мгновение не оставалась неуправляемой, кроме того, под действием его струи происходил отброс отработавшей второй ступени. Время выхода этого двигателя на режим полной тяги было строго согласовано со временем прекращения тяги двигателя центрального блока. В этот момент подавалась команда на раскрытие замков, соединяющих блоки между собой, и ступени надежно расходились. Принятие такой схемы разделения вызвало к жизни и еше одно оригинальное решение: сплошной дюралевый переходный отсек между ступенями был заменен ажурной стальной фермой. Струя запускаемого ЖРД ударялась в титановый отражатель, защищавший от прогара и взрыва центральный блок, и равномерно растекалась в стороны.
При полете в плотных слоях атмосферы полезный груз предохранялся от воздействия скоростного напора головным обтекателем. Он представлял собой легкую и прочную дюралевую оболочку, которая делилась вдоль на две части при открытии соединяющих их замков и отбрасывалась пружинными толкателями.
Первый полет новая ракета-носитель совершила 2 января 1959 года — она вывела на околосолнечную орбиту автоматическую межпланетную станцию «Луна-1». В том же году было произведено первое достижение поверхности Луны и фотографирование ее обратной стороны. А тем временем в КБ Королева шла упорная работа над созданием космического корабля «Восток», имя которого получила и вся ракетно-космическая система для выведения его на орбиту. В процессе решения всех научных, проектно-конструкторских, производственно-технологических, испытательских, эксплуатационных и организационных проблем, связанных с осуществлением первого в истории полета человека на ракете, особое внимание уделялось обеспечению его безопасности. Ее достижению во многом способствовало то, что до исторического старта 12 апреля 1961 года ракета совершила много полетов как в двухступенчатом, так и в трехступенчатом вариантах, включая орбитальные полеты четырех кораблей-спутников с животными на борту. Как известно, все шесть полетов ракеты с легендарным космическим кораблем «Восток» прошли безукоризненно. Позднее эта машина широко применялась для запуска многих автоматических ИСЗ серий «Электрон», «Метеор», «Полет» и «Космос».
ЮРИЙ БИРЮКОВ, инженер
25
"6м
Н4
306
цифрами
2
по-
4000 940 294
69
96
31
6,7 1.6
б л о -
2 — «Мол-
с АМС «Венера-1», с АМС «Марс-1», 3 — с ИСЗ ния-1», 4 — с АМС «Луна-9».

Под редакцией:
Героя Социалистического Труда академика ВАСИЛИЯ МИШИНА; дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР ВЛАДИМИРА АКСЕНОВА.
Коллективный консультант: Государственный музей истории космонавтики имени К. 3. Циолковского
РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ «МОЛНИЯ»
Стартовая масса, т Начальная масса, т II ступени III ступени IV ступени Масса полезного груза, т Тяга двигателя, кН
I ступени (на Земле) II ступени (в пустоте) III ступени (в пустоте) IV ступени (в пустоте)
Удельный импульс, с I ступени (на Земле) II ступени (в пустоте) III ступени (в пустоте) IV ступени (в пустоте)
Полная длина, мм Максимальная ширина, мм Максимальная скорость, м/с

254
31 э
330
340 42 000 10 300 11 200
На схеме головного блона обозначены:
1 — головной обтекатель, лезный груз, 3 — бак окислителя, 4 — бан горючего, 5 — ЖРД, б — переходная ферма, 7 — отражатель, 8 — приборный отсен центрального блона.
Историческая серия «ТМ» ПЕРВАЯ МЕЖПЛАНЕТНАЯ И НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
Ракета-носитель «Восток» успешно совершила первые старты с автоматическими станциями «Луна» и кораблями-спутниками. Казалось, что возможности дальнейшего повышения ее грузоподъемности исчерпаны. Но в это время в КБ С. П. Королева, работавшем в тесном сотрудничестве со многими научно-исследовательскими институтами Академии наук СССР и ряда отраслей промышленности, оснащенными передовой вычислительной техникой на основе новейших ЭВМ, были проведены углубленные теоретические и экспериментальные исследования по совершенствованию ракет. В результате появилось множество оригинальных конструктивных и технологических решений. Проектные расчеты показали, что с их использованием может быть осуществлена гораздо более совершенная третья ступень для космической ракеты-носителя, чем созданная для «Востока». При этом оказывалось возможным вывести на орбиту полезный груз более 6 т. В отличие от прежней, третьей, ступени, называвшейся ракетным блоком Е, новая стала обозначаться как блок И. Благодаря примененным сферическим бакам, имеющим наименьший вес на единицу объема, при том же диаметре, что и у блока Е, и вдвое большей длине, на блоке И удалось запасти в 4 раза больше топлива. Это позволило увеличить массу полезного груза на 25%. Казалось бы, не такой уж большой выигрыш, но именно этой части массы не хватало, чтобы поставить на ракету еще одну — четвертую ступень, обеспечивающую запуск космических аппаратов с промежуточной орбиты. Применение тяжелой третьей ступени потребовало некоторого упрочнения и утяжеления конструкции центрального и боковых блоков. На третью ступень пришлось установить более мощный четырехкамерный ЖРД. Но все это окупалось новыми возможностями, открывавшимися перед отечественной космонавтикой, благодаря возможности старта с орбиты ИСЗ, выгодность чего была обоснована еще К. Э. Циолковским. Так, запуски на Луну уже можно было производить не в строго ограниченные
даты, а практически в любые сутки, и масса, которой сообщалась вторая космическая скорость, увеличивалась почти в 5 раз. А это позволяло запускать гораздо более оснащенные автоматические станции, снабженные собственной двигательной установкой и аппаратурой для коррекции траектории. Для таких станций становилась реальной задача полета не только к Луне, но и к Венере и Марсу. Применение орбитальной ступени давало также возможность выводить спутники большого веса на гораздо более разнообразные по местоположению и высоте перигея и апогея орбиты, что открывало широкие перспективы применения ИСЗ в народном хозяйстве.
Здесь наиболее заманчивой была идея создания спутника — ретранслятора телепередач. Такой спутник, выведенный на стационарную орбиту над экватором, мог бы обеспечить радиотелесвязь почти на всю страну. Но баллистический анализ показал, что из-за слишком большого удаления территории СССР от экватора масса, которую сможет вывести на стационарную орбиту новая ракета, все-таки далеко не достаточна для создания спутника связи. И тогда появился проект «Молния». Молодые инженеры из КБ Королева предложили вместо одного стационарного запустить три высокоапогейных спутника. Сменяя друг друга, они могли обеспечить круглосуточную связь Москвы с любой точкой северного полушария при условии очень точного выведения их сначала на промежуточную орбиту с перигеем 200 км и апогеем 500 км, лежащим в южном полушарии. В точке апогея через 50 мин после выхода на орбиту должен был включаться ЖРД четвертой ступени, который увеличивал скорость спутника на 2500 м/с и доводил его апогей, уже над северным полушарием, до требуемых 40 тыс. км, что обеспечивало его радиовидимость там в течение 8—10 ч. Следующие два спутника должны были запускаться на такую же орбиту через каждые 8 ч так, чтобы большие оси их орбит оказались бы развернуты друг относительно друга на 120°. Новая ракета-носитель обеспечила выполнение всех этих сложных требований при достаточно большой массе спутника, позволявшей установить на нем не только мощную и надежную ретрансляционную аппаратуру, но и корректирующую двигательную установку для длительного поддержания исходной орбиты, несмотря на сильное возмущающее воздействие Луны и Солнца.
Поскольку спутники «Молния* составили большую часть полезных
грузов, выводимых четырехступенчатой ракетой-носителем, ей и было присвоено это же название. Наиболее сложной проблемой ее создания было обеспечение запуска ЖРД четвертой ступени при старте с промежуточной орбиты в условиях невесомости. Ракетный блок этой ступени — блок Л — имел конструкцию, подобную блоку Е ракеты «Восток». Он, как и остальные блоки королевских ракет-носителей, работал на жидком кислороде и керосине. Так как до момента запуска блок должен был находиться более или менее длительное время (в зависимости от цели полета) в условиях космического пространства, он весь был надежно теплоизолирован. А это потребовало укрыть его вместе с полезным грузом от скоростного напора воздуха (при взлете) под головной обтекатель, сбрасываемый в начале работы второй ступени. Для максимального использования полезного пространства под обтекателем на блоке были применены баки кольцевой (торовой) формы, между которыми устанавливались приборы автономной системы управления полетом ракеты на участках третьей и четвертой ступеней. Блок Л устанавливался на блоке И с помощью переходной фермы, на которой монтировалась система стабилизации ракеты на безмоторном («пунктирном») участке полета после отделения от третьей ступени. На этой же ферме были укреплены четыре твердотопливных ракетных двигателя, обеспечивавших начальную осевую перегрузку, необходимую для запуска ЖРД четвертой ступени в условиях невесомости. После выхода ЖРД на режим дальнейшая стабилизация ступени обеспечивалась его работой, и ферма, ставшая ненужным балластом, отделялась. А после достижения расчетной скорости и выключения ЖРД опустевший ракетный блок отделялся от полезного груза.
Первый старт ракета-носитель «Молния» приняла 4 февраля 1961 года, когда была опробована работа блока И и на орбиту вышел седьмой советский ИСЗ с рекордной для того времени массой 6483 кг. 12 февраля был произведен первый успешный старт с промежуточной орбиты ИСЗ, и в далекое путешествие отправилась автоматическая межпланетная станция «Венера». Затем ракетно-космическая система «Молния» применялась для запуска еще шести АМС «Венера», трех — «Зонд», десяти — «Луна», одной — «Марс» и нескольких десятков спутников связи «Молния-1*.
ЮРИЙ БИРЮКОВ
39
Головные блоки с ПЗС: 1 — «Космос-2», 2 — «Космос-3», 3 — «Интеркосмос-1», 4 — «Интернос-мос-8», 5 — «Бхаскара».
г 10м
Л од редакцией:
Героя Социалистического Труда, академика Василия МИШИНА; дважды Героя Севетского Союза летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА.
Коллективный консультант:
Государственный музей истории иес-мокавтики имени К. 3. Циолковского
РА КЕТА-НОС КТЕ Л Ь «КОСМОС»
Тяга двигателя (в пустоте), нН I ступени II ступени
725
108
Удельный импульс
(в пустоте), с
I ступени	264
II ступени	352
Полная длина, мм	30 000
Йиаметр, мм	1650
аксимальная скорость, м/с 8000
На схеме цифрами обозначены; 1 — головной обтекатель, 2 — полезный груз, 3 — бак окислителя, 4 — приборы системы управления, 5 — бак горючего, 6 — ЖРД, 7 — управляющее сопло, а — переходная ферма, 9 — отражатель, 1	— газовый
руль.
Историческая серия «ТМ» По программе «Космос»
Первый прорыв в космос, осуществленный с помощью мощных ракет-носителей (PH) «Спутай: >, «Восток» и «Молния» в 1957—1961 годах и положивший основы всем ведущим направлениям космонавтики, дал нашим ученым богатейший исходный материал для выработки долгосрочной программы космических исслед ваиий. Та ее часть, которая должна была вестись автоматическими ИСЗ на околоземной орбите, получила наимеиов ние программы «Космос». В процессе ее разработки стало очевидн , что во многих случаях по этой программе целесообразно запускать не тяжелые и сложные космиче кие лаборатории, оснащенны в, подобно третьему совете ому ИСЗ, большим комплексом самых разнообразных приборов, а сравнительно простые и легкие малые спутники, несущие аппаратуру для решения узкого круга научных проблем. При этом значительно облегчала ь еадача разработки спутника, отпадали трудности взаимной увязки сроков создания и расположения на нем приборов, времени их действи в полете и передачи полученн х данных на Землю. Для спутника специального назначения было гораздо проще выбрать оптимальную траек торию полета и обеспечить требующуюся ориентацию относительно объекта исследования. Все это сулило большой экономический эффект, особенно с учетом того, что малые спутники легко было унифицировать по конструкции корпуса и обслуживающих систем. Но получить этот эффект можно было только в том случае, если бы для их запуска была разработана достаточно простая и дешевая PH.
Предварительный анализ показал, что такую машин , получившую, как и вся программа, название PH «Космос , можно создать на базе ракеты конструкции М. К. Янгеля. Она создавалась позже ракет С. П. Королева и сочетала в себе грузоподъемность и высокие летные характеристики ракеты В-5 с удобством в эксплуатации ракеты В-11. Так же как и последняя, она работала на высококи ящем топливе, азотной кислоте и углеводородном горючем типа керосина. Мощный ЖРД для этой ракеты был создан конструкторским бюро В. П. Глушко. По схеме он был близок к двигателям PH «Спутник», с которыми разрабатывался почта одновременно. Он состоял из четырех неподвижных камер высо1 ого давления с центробежными насосами и турбиной, вращаемой продуктами разло
жения перекиси водорода. Для управления ракетой .использовались не рулевые двигатели, а газовые рули из жаропрочного mi териала на основе графита. Поскольку из условий технологической преемственности ракета имела тот же диаметр баков, что и В-5, а сопла четырех-камерног двигателя не вписывались в этот размер, ее хвостовой отсек был снабжен расширяющейся конической юбкой.
Летные испытания этой ракеты — первенца нового конструкторского коллектива, большая часть которого были ком омольцы, пришедшие к Янгелю прямо с вузовской скамьи, начались 22 июня 1957 года. За последующие годы машина прошла всестороннюю отработку и была доведена до высокой степени надежности. Поэтому ее почти без изменений и реши н использовать в качестве первой ступени новой PH, несмотря на то, что у нее был ощутимый недостаток: сравнительно низкий удельный импульс (почти на 20% меньше, чем у кислородных ЖРД ракеты «Спутник»), Этот недостаток скомпенсировали за .счет создания второй ступени с максимально высокими энергетическими и весовыми характеристиками.
Ракетный блок второй ступени PH «Космос» и его двигатель, созданные советской промышленностью, явились подлинными шедеврами, превосходившими в то время все мировые достижения в ракетостроении. Вторая ступень работала на жидком кислороде и новом высокоэффективном г рючем — ие-симметрич ом диметилгидразине, синтези ованном химиками для космических двигателей. Ее ЖРД РД-119 конструкции В. П. Глушко имел одну небольшую цилиндрическую камеру сгорания и огромное сопло, обеспечивавшее расширение истекающих из камеры газов в 1350 раз. Достижению высокого удельного импульса -способ твовало и то, что для привода турбины использовались газообразные продукты разложения основного горючего, а не перекиси водорода. Отработав иа турбине, оии выбрасывались за борт ракеты через систему неподвижных рулевых сопел. Управляющие моменты для :табилизации и ориентации второй ступени создавались путем изменения расхода газов через то или иное сопло с помощью гаеораспределителей с электроприводами, как на блоке Е ракеты «Во ток» Соединение ступеней и их разде ение с использованием переходной фермы и огневого отражателя были осуществлены по «горячей» схеме, изобретенной для второй и третьей ступеней «Востока».
16 марта 1962 года PH «Космос» впервые вывела спутник на около
земную орбиту. По конструкции «Космос-1» напоминал первый наш ИСЗ ПС-1. Но, несмотря на свою простоту, он открыл дорогу самому мн гочисленному в мире семейству разнообразных научно-исследовательских автоматических спутников, большая часть которых в течение многих лет запускалась с помощью этой же ракеты. И когда семь лет спустя встал вопрос о носителе для спутников, создаваемых по программе «Интеркосмос», ученые социалистических стран единодушно решили использовать и для этой программы ту же надежную и экономичную ракету. В новой роли PH, отличающаяся от прежней рядом усовершенствованных систем и агрегатов, успешно выступила 14 октября 1969 года, когда вывела на орбиту ИСЗ «Интеркосмос-1». Затем она доставила на орбиты еще ряд спутников «Интеркосмос», а также советско-французские ИСЗ «Ореол и индийские ИСЗ «Ариабата» и «Бхаскара». 12 октября 1967 года с ее помощью был осуществлен чрезвычайно интересный эксперимент по запуску «Вертикального космического зонда» (ВКЗ). Этот аппарат с весом научной аппаратуры 35 кг был поднят на высоту 4400 км. При этом по всей траектории еондир вания были получены основные характеристики стратосферы, ионосферы и околоземного к мического пространства, включая данные о концентрации электронов и положительных иоиов, температуре электронов, плотности нейтрального водорода, а также об общей интенсивности космических лучей и дозах радиации под раз личными защитами во время пролета поясов радиации. Запуски ВКЗ с ущественио дополнили сведения о строении атмосферы и заатмосфер-иой среды
В настоящее время по программе «Космос» создано целое емейство двух-, трех- и четырехступенчатых PH различной грузоподъемности.
Коллектив, воспитанный академиком М. К. Янгелем достойно продолжает начатое нм дело, постоянно помня его слова: «То, что нами создано, было хорошим, может, даже наилучшим на момент, когда мы начинали это хорошее соэде вать. Но наша техника развивается так быстро, что сейчас термин «самое хорошее», «самое лучшее» уже не имеет под собой объективного обоснования.
Государством вложено очень много средств в производство и обеспечение использования ракет-носителей. Поэтому перед нами, я имею в виду и наших смежников, стоит непреложная задача номер один — всеми силами и средствами поддерживать и совершенствовать созданное нами».
41
з —I
5
в-J
8
9 - ।
300
6B00 7020
варианты голо	олока:
1 — с кораблем «Восход-2», 2 — с кораблем «С оз-5», 3 — с кораблем «Союз-12», 4 — с кораблем «Со-юз-19».
4 1
Михаила Петровского
Под редакцией:
Героя Социалистического Труда академика Василия МИШИНА; дважды Героя Советского Союза летчика-космонавта СССР Владимира АКСЕНОВА. Коллективный консультант: Г осударственный музей имени
истории космонавтики К. Э. Циолковского.
.-10м

РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ «СОЮЗ»
Стартовая масса, т
Масса полезного груза, кг «Союз» «Прогресс» Тяга двигателей, кН
I ступени
II ступени
III ступени
Полная длина, мм Максимальная ширина, мм Максимальная скорость, м/с
На схеме цифрами обозначены: 1 — двигательная установка системы аварийного спасения, 2 — верхняя часть головного обтекателя, 3 — pern -чатый стабилизатор, 4 — нижняя часть головного обтекателя, 5 — переходный отсен, 6 — ракетный блок III ступени (блок И), 7 — сбрасываемый корпус хвостового отсена блока И, В — переходная ферма, 9 — ракетный блок I и II ступеней (центральный блок, или блок А), 10 — ранетные блоки I ступени (боковые блоки Б, В, Г, Д).

J Я
1 а
4000 940 294
49 000
10 300 8000
Историческая серия «ТМ» ДЛЯ РЕЙСОВ «ЗЕМЛЯ - ОРБИТА»
Опыт первых полетов человека в космос на кораблях серин «Восток», исходные результаты меднко-биоло-гических исследований на орбите и главный из них: человек может жить, мыслить, работать в условиях космического полета, может адаптироваться к длительной невесомости, — имели неоценимое значение дли развития всей дальнейшей программы исследования и освоении внеземного пространства. «Безграничный космический океан станет в ближайшие годы одной из самых крупных областей приложения новейших человеческих познаний в различных областих науки и техники для того, чтобы люди в космосе могли надежно и безопасно работать и отдыхать», — писал академик С. П. Королев. Под его руководством на основе экспериментальных ракет-носителей и космических кораблей уже с 1962 года начала создаваться серийная унифицированная ракетно-космическая система «Союз», которая должна была обеспечить не отдельные героические прорывы в космос, а его планомерное обживание как новой сферы обитания и производственной деятельности. При разработке системы «Союз* основные усилия были сосредоточены на создании принципиально нового по конструктивной схеме многоместного космического корабля, который должен был обеспечить человеку гораздо более длительное пребывание в космосе и намного лучшие условия на всех участках полета от старта до посадки при относительно небольшом увеличении массы и размеров по сравнению с первенцем космического флота — кораблем «Восток». Достижения ракетостроения, воплощенные в конструкцию носителей «Спутник», «Восток» и «Молния», позволяли создать на той же проектно-конструкторской и производственной базе и PH для «Союза», обеспечить ее максимальную грузоподъемность при существенном увеличении надежности и экономичности, что особенно важно для серийной машины.
При создании ракеты-носителя «Союз» были взяты три первые ступени PH «Молния», доработанные в соответствии с нормами прочности и основными положениями по повышению надежности пилотируемых ракетно-космических систем, впервые введенными по инициативе Главного конструктора прн подготовке полета
Ю. А. Гагарина. Конструкция центрального ракетного блока (блока А), боковых блоков (Б, В, Г, Д) и блока третьей ступени (И), зарекомендовавших свою работоспособность, не претерпела никаких принципиальных изменений, кроме необходимого упрочнения наиболее нагруженных элементов. Зато головная часть ракеты была создана совершенно заново. Это было вызвано единственным требованием обеспечить спасение космонавтов прн аварии PH на стартовой площадке и атмосферном участке полета.
В случае отказа ракеты, еще не израсходовавшей огромной массы заправленных в нее жидкого кислорода и керосина, необходимо было мгновенно увести космонавтов от -очага неизбежно следующего за аварией пожара и взрыва на расстояние, с которого возможен спуск на парашюте в безопасное место. На одноместном корабле «Восток» для этого, как и в процессе штатного возвращения на Землю, космонавт в скафандре катапультировался из спускаемого аппарата (СА) с помощью кресла, снабженного ракетными двигателями. Но если бы «Союз» снабдили тремя катапультируемыми креслами, тремя скафандрами и тремя отстреливаемыми люками, то не осталось бы массы и места для его оснащения новыми техническими и научно-исследовательскими системами и для рассчитанных на долгий полет запасов воздуха, воды, пищи н рабочих компонентов. Поэтому решено было применить единую систему аварийного спасения (САС) экипажа, способную осуществить увод от ракеты и спасение всего СА, снабженного основной и запасной парашютными системами и двигателями мягкой посадки.
Корабль «Союз», конструкция которого была рассчитана на работу в безвоздушном пространстве, как и другие космические аппараты, устанавливался на ракете под обтекателем, а СА располагался в его средней части. Поскольку отвести от ракеты только спускаемый аппарат было очень сложно, приняли следующую конструкцию САС. В носовой части ракеты монтировалась аварийная двигательная установка, состоящая из твердотопливных ракетных двигателей трех типов. Непосредственно иа головном обтекателе устанавливался основной двигатель, включающийся в случае аварии и быстро отводящий верхнюю часть головного обтекателя с бытовым отсеком и СА корабля от ракеты. 12 сопел этого мощного двигателя расположены по кругу в его верхней части и развернуты под углом 30° от продольной осн. Над ними находится небольшой обтекатель в виде полусферы, под
которым спрятаны четыре двигателя управления. Они включаются вслед ^а основным, обеспечивай разворот и увод спасаемой части в сторону от  опасной зоны. Еще выше нахо дится двигатель разделения, который, включаясь последним, обеспечивает отделение головного обтекатели и его увод от СА. После этого вводится основной парашют и СА совершает спуск н мигкую посадку, как при возвращении из штатного полета. Для того чтобы движение спасаемой конструкции происходило устойчиво в требуемом направлении, верхняя часть головного обтекателя снабжена стабилизатором, состои-щим из четырех решетчатых крыльев, обычно прижатых к оболочке обтекателя, а прн аварнн становящихся перпендикулярно к направлению полета. Для этой же цели служит и балансировочный груз, уста новленный над соплами двигателя разделения на самом конце ракеты. В штатном полете вся двигательная установка САС уводится в сторону от траектории полета перед отделением обтекателя, а сам он сбрасывается так же, как на PH «Восток».
Поскольку работа над кораблем «Союз» была очень сложной и требовала длительного времени и для ее завершения ныло желательно иметь опыт полетов многоместных кораблей и выхода человека в открытое космическое пространство, было принято решение о создании на базе «Востока» экспериментальных кораблей «Восход».
Ракета-носитель «Союз* совершила первый полет 16 ноября ,1963 года. Тогда с ее помощью был выведен на орбиту тяжелый автоматический ИСЗ «Космос-22». Затем последовали запуски еще вескольких спутников серин «Космос», а 12 октября 1964 года и 18 марта 1965 го да были выполнены исторические полеты кораблей «Восход» н «Вос ход-2*. 22 февраля 1966 года на орбиту был выведен бноспутник «Космос-110», на борту которого две собаки и другие биологические объекты совершили 22-суточный полет в условиях повышенной радиации. При всех этих полетах ракета еще не была снабжена двигателями САС.
В полном составе PH «Союз» совершила первый старт 23 апреля 1962 года, когда ушел в свой бессмертный полет летчик-космонавт СССР В. М. Комаров. С тех пор она вывела на орбиту 40 кораблей «Союз» и 4 корабля «Союз Т» (причем 41 их полет был пилотируемым), 12 грузовых кораблей «Прогресс» и несколько десятков автоматических геофизических, астрофизических, биологических и экспериментально-технических спутников серин «Космос*.
ЮРИИ БИРЮКОВ, инженер
29